[发明专利]一个富亮氨酸重复蛋白激酶家族基因GhLRRK1及应用

说明书

本发明公开了一个富亮氨酸重复蛋白激酶家族基因GhLRRK1及应用，所述的富亮氨酸重复蛋白激酶家族基因GhLRRK1，基因组序列为：SEQ ID NO.2；在陆地棉群体中，将基因组重测序和开花后一天胚珠的转录组数据相结合，进行全基因组关联分析和可变剪切基因座分析，鉴定到与棉花衣分显著相关基因GhLRRK1，该基因上有一个受SNP调控可变剪切位点；SNP位点碱基有A和G两个单倍型，该可变剪切位点在G单倍型发生内含子保留，在A单倍型该内含子未保留；单倍型G的衣分相比于单倍型A显著提高，可能是调控棉花衣分性状的因果基因。本发明提供了该基因在高效鉴定高衣分陆地棉品种、改良和培育棉花高衣分新品种中具有重要的研究价值和应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术应用领域，涉及一个棉花衣分性状关联的富亮氨酸重复蛋白激酶家族基因GhLRRK1及应用。

背景技术

棉花作为纺织工业主要原料，是重要的经济作物。当前中国棉花的总产量仍不足以满足国内市场对棉花的消费需求，因此提高陆地棉产量是棉花育种的重要目标之一。棉花产量性状是多基因控制的复杂性状，挖掘可育种利用的产量基因具有重要的意义。目前，在棉花中利用全基因组关联研究(Genome-wide association studies,GWAS)鉴定到一些与纤维品质和产量相关的遗传位点。产量性状(铃数、铃重、子指、衣分等)直接或间接影响着产量水平，其中衣分是一种复杂的数量性状，与种子大小和衣分产量有关，受多种基因调控。方磊等(2017)在陆地棉群体中鉴定到44个与衣分相关联的位点，鉴定到了GhLY1-A02和GhLYI-D08基因，然而大部分候选位点的因果基因并不明确。

可变剪切(Alternative Splicing,AS)指单个基因的pre-mRNA通过不同的剪切位点加工产生多个成熟mRNA亚型，进而调节基因表达，增加蛋白产物多样性和复杂性，参与多种表型变异的调控。遗传变异指基因组上的单核苷酸变异(Single nucleotidepolymorphism，SNP)。基因的调控区域的遗传变异可调控基因表达和可变剪切。在一些研究中，将可变剪切水平作为分子表型，进而和遗传变异进行关联分析和共定位分析，可以有效鉴定同时影响目标基因可变剪切和农艺表型的遗传变异。运用上述方法，在玉米中鉴定出反式剪接因子ZmGRP1；在水稻中，确定了与盐胁迫相关的候选基因：OsNUC1、都和OsRAD23。通过279份陆地棉基因组测序和1-DPA胚珠的转录组测序，并对可变剪切的水平进行定量。可变剪切全基因组关联分析发现，位于染色体A06上衣分相关联的遗传位点和GhLRRK1上内含子保留类型的可变剪切共定位，暗示GhLRRK1的可变剪切变异可以影响衣分的高低。

富亮氨酸重复激酶家族蛋白Leucine-rich repeat protein kinase familyprotein(LRRK)是一类多结构域蛋白。此基因GhLRRK1包含三个结构域：一个高迁移率基因(HMG)-盒域超族(HMG-box_SF super family)、一个N末端富含亮氨酸结构域(LRRNT_2)和一个富含亮氨酸重复序列型类受体蛋白激酶结构域(LRR-RLK,PLN00113 super family)。目前，在植物中关于含有LRR-RLK结构域的基因功能有广泛报道。富含亮氨酸的重复受体样激酶(LRR-RLK)在调节植物生长发育和胁迫响应中起着重要作用。在拟南芥中，含有LRR-RLK的CLV1，与CLV2参与茎顶端的分生组织的调控。玉米中的含LRR-RLK结构域的基因CRINKLY4参与表皮细胞特化，CR4的缺失会抑制糊粉层的形成，从而影响玉米的产量。LRR-RLK的基因SERK还在拟南芥和玉米的胚珠发育。

发明内容

本发明的目的是提供一个富亮氨酸重复蛋白激酶家族基因GhLRRK1。